Wenn ich in einem Raumschiff, das mit annäherend Lichtgeschwindigkeit fliegt, einen Lichtstrahl in Fahrtrichtung aussende, was passiert dann?
Der Lichtstrahl kann ja nicht schneller als Lichtgeschwindigkeit sein, befindet sich aber in einem Bewegungssystem, das bereits mit annäherend Lichtgeschwindigkeit fliegt. Ist der Lichtstrahl innerhalb des Raumschiffes dann besonders langsam?
8 Antworten
Nun, das Licht bewegt sich lichtschnell. Immer. Das kannst Du Dir anhand der Längenkontraktion und Zeitdilatation überlegen. Der Lichtstrahl hat aus seiner Sicht einfach verdammt viel Zeit um eine verdammt kurze Strecke zurückzulegen.
Interessanter finde ich die Frage, was wir sehen, wenn wir aus dem Fenster schauen. Dies haben sich Forscher aus vom Institut für Physik der Universität Hildesheim gestellt, als sie die beschauliche, gemächliche Stadt Tübingen besuchten:
Fast lichtschnell durch die Stadt von Ute Kraus
Einfach mal rein schauen!
Wie immer hast Du, Blume8576, die Bezugssysteme nicht berücksichtig, was in der Physik ganz generell ein Fehler ist, in der ART aber zum Unverständnis führt, dass Du hier äußerst. Im Bezugssystem der Planeten bleibt der Abstand gleich, egal wer wohin wie schnell fliegt. Im Bezugssystem des Raumschiffs wären dann die ART-Effekt ggü. dem Bezugssystem der Planeten zu beobachten.
Die Antwort der ART wäre also: Richtig anwenden, dann passt es.
Solche animation haben einen Fehler : sie berechnen das was Menschen eingeben.
Wenn die Grundüberlegung falsch ist , und somit die Eingabeparameter , wird auch die Animation falsche Bilder liefern.
Solche animation haben einen Fehler : sie berechnen das was Menschen eingeben.
*Ironie* Die Eingabe solcher Kommentare hat einen Fehler: Er wurde von Blume8576 eingegeben. */Ironie*
(Sorry, dem konnte ich mich jetzt nicht entziehen. 🤓)
nichts passiert. Der Lichtstrahl hat immer Lichtgeschwindigkeit, für jemanden im Raumschiff und für jemanden außerhalb.
Hallo andreasbdr,
seit der Bestätigung eines endlichen Lichttempos durch Ole RØMER gab es unterschiedliche Theorien darüber,
- was Licht überhaupt ist und
- wie es sich bewegt,
nämlich
- die Emissionstheorie,
- die (alte) Äthertheorie und
- die LORENTZsche Äthertheorie (LÄT) bzw. EINSTEINs Spezielle Relativitätstheorie (SRT).
Wenn ich in einem Raumschiff, das mit annäherend Lichtgeschwindigkeit fliegt, einen Lichtstrahl in Fahrtrichtung aussende, was passiert dann?
Laut Emissionstheorie und SRT würde Dir nichts Ungewöhliches auffallen.
Ist der Lichtstrahl innerhalb des Raumschiffes dann besonders langsam?
Das behauptet allein die alte Äthertheorie, die sich aber nicht bestätigt hat.
Würde ich als nicht mitbewegter Beobachter die Geschwindigkeit des Lichtstrahls messen, wäre er relativ zu mir allerdings nicht schneller. Vielmehr würde, wenn ich vor Dir bin und das Licht sehe, seine Frequenz wäre um den BONDI- Faktor
(1) K := √{(c + v)/(c − v)} = √{(1 + β)/(1 − β)}
höher. Dies ist der optische DOPPLER-Effekt.
Die Theorien im DetailDie NEWTONschen Mechanik (NM) kennt bereits das Relativitätsprinzip (RP), denn das stammt noch von GALILEI und besagt, dass Du im Raumfahrzeug Dich als zumindest momentan stationär beschreiben kannst; wenn Du keiner Beschleunigung unterliegst, auch dauerhaft. Die Naturgesetze (= grundlegenden Beziehungen zwischen physikalischen Größen) hängen nicht davon ab, welchen Bewegungszustand Du Dir selbst zuschreibst.
Wenn Du also sagst, das Raumschiff mit Dir an Bord bewege sich mit konstanter Geschwindigkeit v›, muss es etwas, eine Bezugsuhr U geben, relativ zu der Du Dich mit v› bewegst. Umgekehrt bewegt sich U relativ zu Dir mit −v›, wobei "relativ zu Dir" nicht einfach eine Differenzgeschwindgkeit bedeutet, sondern impliziert, dass Du Dich als stationär auffasst.
These und AntitheseNEWTON selbst glaubte, dass Licht aus Korpuskeln bestehe, ohne ein Tempo anzugeben. Die sich daran anschließende Emissionstheorie geht aber davon aus, dass die Lichtgeschwindigkeit relativ zur Quelle immer einen bestimmten Betrag c habe.
HUYGENS glaubte an Wellen, die sich mit c durch einen Äther fortpflanzen. MAXWELL und HERTZ "entlarvten" diese Wellen als elektromagnetische Wellen.
Allerdings widerspricht die alte Äthertheorie dem RP, denn zu den Naturgesetzen gehören eben auch MAXWELLs Grundgleichungen der Elektrodynamik und die daraus folgende elektromagnetische Wellengleichung. Sie sollten eigentlich auch dem RP unterliegen, wenn es wirklich ein echtes physikalisches Prinzip ist und nicht nur näherungsweise für v<<c gelten sollte.
In der Tat misslangen Versuche, Abweichungen vom RP nachzuweisen; das MICHELSON- MORLEY- Experiment (MMX) von 1887 konnte keine Bewegung der Erde relativ zum Äther nachweisen.
LORENTZ glaubte weiterhin an einen Äther, aber auch, dass dieser Uhren und Maßstäbe bewegter Körper derart beeinflusst, dass sie von ihrer Geschwindigkeit "nichts merken". Das RP ist sozusagen "technisch" erfüllt.
Synthese: GALILEI meets MAXWELLEINSTEIN gab die Idee des Äthers auf und nahm stattdessen "zusätzlich zum RP" an, dass das Ausbreitungstempo elektromagnetischer Wellen invariant unter Wechsel des Bezugskörpers ist:
Was immer sich relativ zu einem Körper mit c bewegt, das bewegt sich relativ zu jedem Körper mit c.
Eigentlich war dies gar keine zusätzliche Annahme, sondern stellte einfach die konsequente Anwendung des RP auf MAXWELLs Elektrodynamik dar.
-- Baustelle --
JA, ist er.
Um das zu erklären muss man viel schreiben. ....und man muss Aufmerksam lesen......mach dir eine Skizze, die hilft beim verstehen
Licht BEWEGT sich immer mit Lichtgeschwindigkeit, es ENTFERNT sich aber unterschiedlich schnell, von Objekten.
Stell dir mal eine ruhende Glűhbirne vor , die einen Roten Lichtblitz abgibt.
Es breitet sich nun ein "Lichtrand " kugelförmig, mit Lichtgeschwindigkeit um die Glűhbirne aus.
Der Lichtrand bewegt und entfernt sich mit Lichtgeschwindigkeit von der Glűhbirne.
Nun kommt ein Raumschiff mit Lichtgeschwindigkeit geflogen. Wir nehmen kurz an das wäre möglich, dann ist das Beispiel klar zu verstehen.
Exakt dann , wenn der Rote Lichtblitz abgegeben wird, zertrümmert das Raumschiff die Glűhbirne und gibt selbst einen Blauen Lichtblitz ab
Es breitet sich nun der Rote und der Blaue Lichtblitz (Lichtrand ) gleich schnell aus. Sie könnten sich Zb zu lila mischen.
Da das Raumschiff aber auch mit Lichtgeschwindigkeit fliegt ist es immer genau dort, wo die Lichtblitze sich, in Flugrichtung, befinden.
Die Lichtblitze bewegen sich nun mit Lichtgeschwindigkeit vor dem Raumschiff, sie entfernen sich aber nie.
Füge zu dem Beispiel noch 2 Planeten dazu.
Planet A und B sind 1 Lichtjahr voneinander entfernt .
Die Glűhbirne ist neben A.
Wenn das Raumschiff vorbei kommt und die Glűhbirne zerstört, sender A einen Grünen Lichtblitz aus.
Alle 3 Lichtblitze erreichen nun B nach 1 Jahr.
Das Raumschiff erreicht B auch nach 1 Jahr.
Nun zu deiner Frage:
Im Raumschiff macht nun einer eine Gelbe Glűhbirne kurz an.
Ihr Lichtblitz bewegt sich nun so schnell wie das Raumschiff und so schnell wie die anderen 3 Lichtblitz.
Da das Raumschiff aber keine Lichtgeschwindigkeit fliegen kann BEWEGT sich der Gelbe Lichtblitz zwar mit Lichtgeschwindigkeit im Raumschiff, aber er ENTFERNT sich mit der Differnz, der Raumschiffgeschwindigkeit, im Raumschiff nach vorne, zb von der Rückwand weg.
Trifft es dann auf einen Spiegel kommt es mit Lichtgeschwindigkeit + der Raumschiff Geschwindigkeit zurück zu dir.
Die Strecke hin UND zurűck fűhrt , beim messen und rechnen , zu dem Durchschnitt, das der Lichtblitz mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs war.
☆
Die Zeitdilatation, von der MacMadB, spricht ist nur ein optischer Effekt auf Grund der Laufzeit des Lichtes.
Es ist kein faktisches langsamer Ablaufen von Ereignissen, so das man rechnerisch auf das Ergebniss kommt das sich der Lichtblitz, im Raumschiff, mit Lichtgeschwindigkeit von der Rückwand ENTFERNT
Wenn die Zeit (Abläufe von Ereignissen ) im Raumschiff langsamer wären ergeben sich , fûr seine Ausage, Wiedersprűche.
Er sagt das das Licht nach vorne nun verdammt viel Zeit hätte einen verdammt kurzen Weg zurűck zu legen.
Nun.....das gilt dann fûr den Lichtstrahl nach vorne. ....
Der Lichtblitz geht aber auch nach hinten!
Fûr ihn muss nun die gleiche Zeit und die gleiche (angebliche ) Längenkontraktion , zur Berechnung genommen werden.
Im Raumschiff gibt es ja nur eine Zeit und eine Länge.
Fûr den Lichtblitz nach hinten kann dann die Rechnung also nicht Lichtgeschwindigkeit ergeben, mit der sich der Lichtblitz von der Lichtquelle ENTFERNT.
Des weiteren geht der Lichtblitz ja in ALLE Richtungen!
Auch nach oben.
Da gibt es aber keine Höhenkontraktion. Da die Zeit dann ja angeblich immer noch langsamer ist , passt die Rechnung dann auch nicht.
JA, ist er.
Nein. Nach GALILEIs Relativitätsprinzip (RP), das schon in der NEWTONschen Mechanik (NM) gilt, sollte man an Bord nichts Ungewöhnliches bemerken.
Und es wurde nie eine Abweichung vom RP festgestellt.
Um das zu erklären muss man viel schreiben.
Nein. Man muss nur auf die alte Äthertheorie verweisen, die behauptet, die Geschwindigkeit des Lichts relativ zum Äther habe den konstanten Betrag c, aber wenn wer sich ebenfalls relativ zu diesem bewegt, subtrahiere sich dessen Geschwindigkeit vektoriell von der eines Lichtsignals.
Das ist ja hypothetisch denkbar, und dann könnte bei hohem Tempo ein nach vorn ausgestrahltes Lichtsignal relativ zum Raumschiff ziemlich langsam sein.
Nur, wie gesagt, eine zu erwartende Abweichung vom RP wurde nie gefunden, ebenso wenig wie der Äther.
.....soll ich dir wieder eine Rechnung dazu Vorschlagen. ....
Und dann dir dann wieder , in deinen Formel Ergüssen deine Widersprűche aufzeigen. ...wie in der letzten Diskusion. ....die du dann ändern und löschen hast lassen?
Meine Ausführungen oben sind richtig.
Wenn es einen Äther gebe, könnten die Lichtblitze unterschiedlich schnell sein.
Da hast du recht.
Da es aber keinen Äther gibt, wie du selbst zu gibst, sind alle Lichtblitze gleich schnell.
Und genau das zeigt meine Antwort oben auf.
Nicht mehr und nicht weniger
......Danke fûr deine Bestätigung ☺
soll ich dir wieder eine Rechnung dazu Vorschlagen. ....
Lass stecken! Stöckchenholen ist nicht mein Lieblingssport. Das sollte Dir nicht gänzlich verborgen geblieben sein.
Wenn es einen Äther gebe, könnten die Lichtblitze unterschiedlich schnell sein.
Relativ zum Äther eben nicht. Die "Materialeigenschaften" des reinen Äther wären durch die MAXWELL- Gleichungen gegeben, und die sagen ein ganz bestimmtes Lichttempo c voraus.
Da es aber keinen Äther gibt, wie du selbst zu gibst, sind alle Lichtblitze gleich schnell.
Eine mögliche Alternative zum Äther wäre die alte ballistische Theorie, der zufolge Licht relativ zur Quelle immer gleich schnell sein soll, nicht aber unbedingt relativ zum Empfänger.
Eine weitere ist die SRT.
Danke das du bestätigst das die SRT kein Fakt ist , sondern nur eine weitere Alternative zu anderen Theorien
☆
Eine mögliche Alternative zum Äther wäre die alte ballistische Theorie, der zufolge Licht relativ zur Quelle immer gleich schnell sein soll, nicht aber unbedingt relativ zum Empfänger.
Eine weitere ist die SRT.
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....... eigentlich wollte dich damit überraschen, falls du mal wieder Antworten und Komentare, ändern und löschen lässt, die dir nicht passen, aber ich bin fair zu dir und sage dir das ich jetzt Screenshots mache. .....
......bis zur nächsten Diskusion. .....
Danke das du bestätigst das die SRT kein Fakt ist ,...
Eine Theorie ist nicht Fakt oder nicht, sondern ein zusammenhängendes System aus Aussagen über Fakten.
...sondern nur eine weitere Alternative zu anderen Theorien
Zu widerlegten Theorien.
eigentlich wollte dich damit überraschen, falls du mal wieder Antworten und Komentare, ändern und löschen lässt, die dir nicht passen, aber ich bin fair zu dir und sage dir das ich jetzt Screenshots mache. .....
Kein Problem damit. Ich lasse nicht löschen, um etwas zu verschleiern, sondern um aufzuräumen.
Wie soll ein Leser wissen, welche Aussagen aus der Sicht ihrer Autoren "stehen" und welche nicht?
Im raumschiff wirst du als sich mitbewegener beobachter das licht immer mit lichtgeschwindigkeit sehen.
Nehmen wir an vor dir fliegt ein raumschiff mit gleicher geschwindigkeit und du machst deine Frontscheinwerfer an. Dieses licht wird vom heck de anderen raumschiffes zurückreflektiert.
Dann wird das in deiner wahrnehmung keinen unterschied machen in dem was du siehst ob ihr beide nun steht oder mit 0,99999c an der erde oder so vorbei rauschst.
Die lichtgeschwindigkeit ist in jedem bezugsystem konstant.
Hier mal was nettes dazu:
Welche Länge kontrahiert denn nun?
Ein 100 meter langes Raumschiff fliegt mit 99,99999999999% Lichtgeschwindigkeit von Planet A nach Planet B.
Die Planeten sind 1 Lichtjahr voneinander entfernt .
Wird nun das Raumschiff kűrzer? Wenn ja , wie kurz? Und was passiert mit der Dichte des Materials aus dem das Raumschiff besteht?
Wenn der Weg zwischen den Planeten kűrzer wird , was passiert mit der Gravitation zwischen den Planeten?
Haben die Relativitätstheoretiker dazu Antworten?